BRPI1013472A2 - CONTROL METHOD FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR AND ELECTRONIC CONTROL SYSTEM FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR APPLIED TO A REFRIGERATION SYSTEM - Google Patents

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Abstract

MÉTODO DE CONTROLE PARA UM COMPRESSOR LINEAR RESSONANTE E SISTEMA DE CONTROLE ELETRÔNICO PARA UM COMPRESSOR LINEAR RESSONANTE APLICADO A UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO. A presente invenção refere-se a um método e a um sistema de controle para compressor linear ressonante, sendo estes especialmente aplicados para o controle de capacidade de um sistema de refrigeração. Tal método compreende, essencialmente, as seguintes etapas: a) ler uma potência de operação de referência (Pref) do compressor (100); b) medir uma corrente de operação (iMED) do motor do compressor (100); c) medir uma tensão de operação de um módulo de controle do compressor (100); d) calcular uma potência de entrada (Pmed) do motor do compressor (100) em função da corrente de operação(iMED) medida na etapa b) e da tensão de operação obtida na etapa c); e) comparar a potência de entrada (Pmed) calculada na etapa anterior com a potência de operação de referência (Pref); f) se a potência de operação de referência (PrefP for maior que a potência de entrada (Pmed), então incrementar uma tensão de operação do compressor (UC); g) se a potência de operação de referência (Pref) for menor que a potência de entrada (Pmed), então decrementar a tensão de operação do compressor (UC)CONTROL METHOD FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR AND ELECTRONIC CONTROL SYSTEM FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR APPLIED TO A COOLING SYSTEM. The present invention relates to a method and control system for resonant linear compressor, which are especially applied for capacity control of a refrigeration system. Such a method essentially comprises the following steps: a) reading a reference operating power (Pref) of the compressor (100); b) measuring an operating current (iMED) of the compressor motor (100); c) measuring an operating voltage of a compressor control module (100); d) calculate an input power (Pmed) of the compressor motor (100) as a function of the operating current (iMED) measured in step b) and the operating voltage obtained in step c); e) compare the input power (Pmed) calculated in the previous step with the reference operating power (Pref); f) if the reference operating power (PrefP is greater than the input power (Pmed), then increase a compressor operating voltage (UC); g) if the reference operating power (Pref) is less than input power (Pmed), then decrease compressor operating voltage (UC)

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE CONTROLE PARA UM COMPRESSOR LINEAR RESSONANTE E SISTEMA DE CONTROLE ELETRÔNICO PARA UM COMPRESSOR LINEAR RESSONANTE APLICADO A UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO". 5 A presente invenção refere-se a um método e a um sistema de controle para compressor linear ressonante, sendo estes especialmente a-plicados a um sistema de refrigeração para controle de sua capacidade. A solução proposta faz uso de um controle otimizado e apoiado, essencialmente, na potência de entrada do compressor em comparação a 10 uma potência de referência fornecida e/ou calculada para o dito equipamento.Patent Descriptive Report for "CONTROL METHOD FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR AND ELECTRONIC CONTROL SYSTEM FOR A RESONANT LINEAR COMPRESSOR APPLIED TO A REFRIGERATION SYSTEM". The present invention relates to a method and a control system for resonant linear compressor, which are especially applied to a refrigeration system for controlling its capacity. The proposed solution makes use of an optimized control based essentially on the input power of the compressor compared to a reference power supplied and / or calculated for said equipment.

Descrição do Estado da Técnica Os compressores de pistão alternativos geram pressão comprimindo o gás no interior de um cilindro, através do movimento axial de seu 15 pistão, de modo que o gás do lado de baixa pressão (pressão de sucção ou evaporação) entre no interior do cilindro através da válvula de sucção. O referido gás, por sua vez, é comprimido dentro do cilindro pelo movimento do pistão e após comprimido, sai do cilindro pela válvula de descarga para o lado de alta pressão (pressão de descarga ou condensação). 20 Para os compressores lineares ressonantes, o pistão é acionado por um atuador linear, o qual é formado por um suporte e íímãs que podem ser acionados por uma ou mais bobinas, uma ou mais molas que conectam a parte móvel (pistão, suporte e íímãs) à parte fixa (cilindro, estator, bobina, cabeçote e estrutura). As partes móveis e as molas formam o conjunto res-25 sonante do compressor.Description of the State of the art Reciprocating piston compressors generate pressure by compressing gas inside a cylinder by axial movement of its piston, so that gas on the low pressure side (suction or evaporation pressure) enters the interior. the cylinder through the suction valve. Said gas, in turn, is compressed into the cylinder by the movement of the piston and then compressed, exits the cylinder by the discharge valve to the high pressure side (discharge pressure or condensation). 20 For resonant linear compressors, the piston is driven by a linear actuator, which is formed by a holder and magnets that can be driven by one or more coils, one or more springs that connect the moving part (piston, holder and magnets ) to the fixed part (cylinder, stator, coil, head and frame). The moving parts and springs form the resonant assembly of the compressor.

Então, o conjunto ressonante acionado pelo motor linear tem a função de desenvolver um movimento alternativo linear, fazendo com que o movimento do pistão no interior do cilindro exerça uma ação de compressão do gás admitido pela válvula de sucção, até o ponto em que ele pode ser 30 descarregado através da válvula de descarga, para o lado de alta pressão. A amplitude de operação do compressor linear é regulada pelo equilíbrio da potência gerada pelo motor e a potência consumida pelo meca- nismo na compressão do gás. Deste modo não existe um limite definido para a máxima amplitude do deslocamento do pistão, sendo necessário medir ou estimar o deslocamento máximo, para que o sistema de controle possa a-cionar o compressor com segurança e evitar o impacto mecânico do pistão 5 com o final de curso. Este impacto podería gerar perda de eficiência, ruído acústico e, inclusive, a quebra do compressor.Then, the resonant assembly driven by the linear motor has the function of developing a linear reciprocating motion, causing the piston movement inside the cylinder to exert a compressive action of the gas admitted by the suction valve to the point where it can be discharged through the discharge valve to the high pressure side. The operating range of the linear compressor is governed by the balance of power generated by the motor and the power consumed by the gas compression mechanism. Thus there is no defined limit for the maximum piston displacement range, and it is necessary to measure or estimate the maximum displacement so that the control system can safely operate the compressor and avoid the mechanical impact of piston 5 at the end. of course. This impact could lead to loss of efficiency, acoustic noise and even compressor breakdown.

Outra característica importante dos compressores lineares ressonantes é a sua frequência de acionamento, uma vez que tal equipamento é projetado para funcionar na frequência de ressonância do chamado siste-10 ma massa/mola do conjunto. Nesta condição, a eficiência do equipamento é máxima, sendo a massa total igual à soma da massa da parte móvel (pistão, suporte e ímãs), e chamada mola equivalente é igual à soma da mola ressonante do sistema, mais a mola gás gerada pela força de compressão do gás. A aludida força de compressão do gás tem um comportamento 15 similar a uma mola variável e não linear, que depende das pressões de evaporação e condensação do sistema de refrigeração, e também do gás usado no sistema.Another important feature of resonant linear compressors is their drive frequency, as such equipment is designed to operate at the resonant frequency of the so-called mass / spring system of the assembly. In this condition, the efficiency of the equipment is maximum, being the total mass equal to the sum of the mass of the moving part (piston, bracket and magnets), and called equivalent spring is equal to the sum of the resonant spring of the system, plus the gas spring generated by gas compression force. The aforesaid gas compression force has a behavior similar to a nonlinear, variable spring, which depends on the evaporation and condensation pressures of the cooling system, and also on the gas used in the system.

Quando o sistema opera na frequência de ressonância, a corrente do motor está em quadrature com o deslocamento, ou a corrente do motor 20 está em fase com a força contra-eletromotriz do motor, pois esta é proporcional àa derivada do deslocamento.When the system operates at the resonant frequency, the motor current is quadrature with the displacement, or the motor current 20 is in phase with the counter electromotive force of the motor, as it is proportional to that derived from the displacement.

Como a frequência de acionamento é ajustada na frequência de ressonância, é sabido que, para variar a capacidade de refrigeração é necessário variar a amplitude do deslocamento do pistão, variando assim o 25 volume do gás deslocado por ciclo, e a capacidade de refrigeração do compressor. A maioria das soluções hoje disponíveis no estado da técnica para controle de capacidade combina soluções de medição ou estimação do curso, com um sistema de controle do deslocamento máximo, ajustando este 30 deslocamento para modificar a capacidade de refrigeração.As the drive frequency is adjusted to resonant frequency, it is known that to vary the cooling capacity it is necessary to vary the piston displacement amplitude, thus varying the volume of displaced gas per cycle, and the compressor cooling capacity. . Most state-of-the-art capacity control solutions today combine stroke measurement or estimation solutions with a maximum displacement control system, adjusting this displacement to modify cooling capacity.

Assim, algumas soluções propostas para obter o curso do compressor é o uso de sensores de posição, tais como aquelas descritas nos documentos PI0001404-4, PI0203724-6, US 5.897.296, JP 1336661 e US 5.897.269.Thus, some proposed solutions for obtaining the compressor stroke are the use of position sensors, such as those described in PI0001404-4, PI0203724-6, US 5,897,296, JP 1336661 and US 5,897,269.

Vale frisar que, todas as soluções com sensor de posição para medir o curso tem uma maior complexidade, um custo mais elevado, além 5 de necessitar de uma maior número de fios e conexões externas ao compressor. Como os compressores de refrigeração são herméticos e podem estar sujeitos a temperaturas e pressões elevadas, então a necessidade de conexões extras é uma grande dificuldade, além do fato do ambiente interno do compressor também estar sujeito a uma grande variação de temperatura, 10 o que também dificulta o uso de sensores. Adicionalmente, pode ser necessário um processo de calibração dos ditos sensores durante a produção ou durante o seu funcionamento.It is worth noting that all position sensor solutions for stroke measurement have greater complexity, higher cost, 5 and need more wires and external connections to the compressor. Since refrigeration compressors are airtight and can be subjected to high temperatures and pressures, the need for extra connections is a major difficulty, and the internal environment of the compressor is also subject to a wide temperature range, 10 which also makes it difficult to use sensors. Additionally, a calibration process of said sensors may be required during production or during operation.

Outros tipos de soluções não utilizam sensores de posição, como os casos de patente US 5.342.176, US 5.496.153, US 4.642.547. Os do-15 cumentos US 6.176.683, KR 96-79125 e KR 96-15062, similares as três soluções anteriores, também não empregam sensores de posição em seus objetos.Other types of solutions do not use position sensors, such as US 5,342,176, US 5,496,153, US 4,642,547. The US-15 documents 6,176,683, KR 96-79125 and KR 96-15062, similar to the previous three solutions, also do not employ position sensors on their objects.

Deste modo, cabe destacar que, as soluções sem sensor de posição não têm uma boa precisão ou estabilidade de operação, e, em geral, 20 necessitam de outros tipos de sensores, como sensores de temperatura ou acelerômetro para detecção de impacto. Ademais, a construção do compressor também pode necessitar de uma solução mecânica que torne o compressor mais resistente ao impacto mecânico, o que em geral sacrifica a performance do compressor ou agrega custos adicionais. 25 Frente ao acima exposto, é proposta a presente invenção com a finalidade de prover um método e um sistema de controle para compressor ressonante capazes de oferecer um controle mais eficiente e mais otimizado para o equipamento no âmbito do controle de capacidade de um sistema de refrigeração. 30 Objetivos da Invenção Um primeiro objetivo da presente invenção é propor um método de controle para compressor linear ressonante capaz de prover um controle de capacidade do equipamento.Thus, it is noteworthy that solutions without position sensor do not have good accuracy or stability of operation, and generally need other types of sensors, such as temperature sensors or accelerometer for impact detection. In addition, compressor construction may also require a mechanical solution that makes the compressor more resistant to mechanical impact, which generally sacrifices compressor performance or adds additional costs. In view of the foregoing, the present invention is proposed for the purpose of providing a method and control system for resonant compressor capable of providing more efficient and optimized control for equipment within the scope of capacity control of a refrigeration system. . Objectives of the Invention A first object of the present invention is to propose a control method for resonant linear compressor capable of providing equipment capacity control.

Um segundo objetivo da presente invenção é prover um sistema de controle eletrônico para um compressor linear, especialmente aplicado a um sistema de refrigeração, sendo este capaz de eliminar a necessidade de 5 sensores, ou de métodos complexos de estimação do curso do pistão, para grandes faixas de amplitude de deslocamento.A second object of the present invention is to provide an electronic control system for a linear compressor, especially applied to a refrigeration system, which is capable of eliminating the need for 5 sensors, or complex piston stroke estimation methods, for large ranges of displacement.

Um objetivo adicional da presente invenção refere-se a um método e a um sistema de controle orientado para reduzir o custo final do compressor. 10 Adicionalmente, é um objetivo da presente invenção reduzir os picos de ruído do compressor e melhorar a sua estabilidade de operação.A further object of the present invention relates to a method and control system oriented to reducing the final cost of the compressor. Additionally, it is an object of the present invention to reduce compressor noise peaks and improve its operating stability.

Finalmente, é outro objetivo da presente invenção implementar uma solução simples, quando comparada às técnicas anteriores, para a produção em escala industrial do referido controle. 15 Breve descrição da invenção Uma maneira de alcançar os objetivos da presente invenção é através da provisão de um método de controle para um compressor linear ressonante aplicado a um sistema de refrigeração, de modo que tal método compreenda as seguintes etapas: 20 a-) ler uma potência de operação de referência do compressor; b-) medir uma corrente de operação do motor do compressor; c-) medir uma tensão de operação de um módulo de controle do compressor; d-) calcular uma potência de entrada do motor do compressor 25 em função da corrente de operação medida na etapa b) e da tensão de operação obtida na etapa c); e-) comparar a potência de entrada calculada na etapa anterior, com a potência de operação de referência; f-) se a potência de operação de referência for maior que a po- 30 tência de entrada, então incrementar uma tensão de operação do compressor; g) se a potência de operação de referência for menor que a po- tência de entrada, então decrementar a tensão de operação do compressor.Finally, it is another object of the present invention to implement a simple solution as compared to the prior art for the industrial scale production of said control. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION One way to achieve the objectives of the present invention is by providing a control method for a resonant linear compressor applied to a refrigeration system such that the method comprises the following steps: a reference operating power of the compressor; b-) measure an operating current of the compressor motor; c-) measure an operating voltage of a compressor control module; d-) calculating a compressor motor input power 25 as a function of the operating current measured in step b) and the operating voltage obtained in step c); e-) comparing the input power calculated in the previous step with the reference operating power; f-) if the reference operating power is greater than the input power, then increase a compressor operating voltage; g) If the reference operating power is less than the input power, then decrease the operating voltage of the compressor.

Uma segunda maneira de alcançar os objetivos da presente invenção é através da provisão de um sistema de controle eletrônico para um compressor linear ressonante aplicado a um sistema de refrigeração, o com-5 pressor linear ressonante compreendendo um motor elétrico e um pistão de deslocamento, o motor elétrico do compressor sendo acionado a partir de uma tensão de operação de compressor, o sistema compreendendo um dispositivo eletrônico processador configurado para medir uma corrente de operação do motor elétrico do compressor, o dispositivo processador sendo con-10 figurado para prover uma potência de entrada do compressor em função da corrente de operação do motor medida, e comparar esta potência de entrada com um valor de potência de operação de referência, o sistema sendo configurado para incrementar ou decrementar a tensão de operação do compressor a partir de uma diferença de potência calculada entre a potência de en-15 trada e a potência de operação de referência.A second way of achieving the objectives of the present invention is by providing an electronic control system for a resonant linear compressor applied to a refrigeration system, the resonant linear pressor comprising an electric motor and a displacement piston, the compressor electric motor being driven from a compressor operating voltage, the system comprising a processor electronic device configured to measure an operating current of the compressor electric motor, the processor device being configured to provide an input power compressor as a function of the measured motor operating current, and compare this input power to a reference operating power value, the system being configured to increase or decrease the compressor operating voltage from a calculated power difference between the input power of 15 and the power of the reference operation.

Breve Descrição dos Desenhos A presente invenção será descrita a seguir em mais detalhes, com referência aos desenhos anexos, nos quais: a figura 1 — representa uma vista esquemática de um compres-20 sor linear ressonante; a figura 2 - ilustra um diagrama de blocos do controle do sistema de refrigeração, objeto da presente invenção; a figura 3 — ilustra um diagrama de blocos simplificado do controle eletrônico, objeto da presente invenção; 25 a figura 4 - mostra um diagrama de blocos do controle com a- cionamento por inversor, conforme os ensinamentos da presente invenção; a figura 5 - mostra um diagrama de blocos do controle com a-cionamento por dispositivo tipo TRIAC; a figura 6 - mostra um fluxograma do sistema de controle, objeto 30 da presente invenção; e a figura 7 — mostra as formas de onda da pressão de descarga, identificando a potência e o deslocamento máximo do pistão, para o controle por potência versus o controle por curso, objeto da presente invenção. Descrição Detalhada das Figuras Conforme já mencionado anteriormente, a maioria das soluções empregadas para o controle de capacidade combina as conhecidas técnicas 5 de medição, ou estimação do curso, com um sistema de controle de deslocamento máximo do pistão, ajustando este deslocamento para atuar na capacidade de refrigeração do sistema.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic view of a resonant linear compressor; Figure 2 illustrates a block diagram of the cooling system control object of the present invention; Figure 3 illustrates a simplified block diagram of the electronic control object of the present invention; Figure 4 shows a block diagram of the inverter drive control according to the teachings of the present invention; Figure 5 - shows a block diagram of the TRIAC type drive control; Figure 6 shows a flow chart of the control system, object 30 of the present invention; and Figure 7 shows the discharge pressure waveforms identifying power and maximum piston displacement for power versus stroke control object of the present invention. Detailed Description of the Figures As mentioned earlier, most of the capacity control solutions employed combine known measurement or stroke estimation techniques with a maximum piston displacement control system, adjusting this displacement to actuate the capacity. cooling system.

Adicionalmente, tais técnicas levam em conta, em muitos casos, o uso de sensores de posição, a fim de medir o curso do pistão, acarre-10 tando assim em considerável aumento de custo para o produto final.Additionally, such techniques take into account, in many cases, the use of position sensors in order to measure the piston stroke, thus resulting in considerable cost increase for the final product.

De outro lado, as soluções sem sensor de posição não apresentam uma boa precisão, ou estabilidade de operação, sendo necessária muitas vezes a utilização de dispositivos adicionais, tais como sensores de temperatura e acelerômetro para detecção de impacto. Esta construção im-15 plica em um equipamento de maior custo e maior tempo de manutenção. A presente invenção emprega um método e um sistema inovadores para o controle de compressor linear ressonante 100, sendo tal compressor ilustrado na figura 1. O referido método de controle é, preferencialmente, aplicado a um sistema de refrigeração, sendo o mesmo idealizado 20 para operar segundo as seguintes etapas: a-) ler uma potência de operação de referência Pref do compressor 100; b-) medir uma corrente de operação Ímed do motor do compressor 100; 25 c-) medir uma tensão de operação de um módulo de controle do compressor 100; d-) calcular uma potência de entrada Pmed do motor do compressor 100 em função da corrente de operação íMed medida na etapa b) e da tensão de operação obtida na etapa c); 30 e-) comparar a potência de entrada PMed calculada na etapa an- terior, com a potência de operação de referência Pref; f-) se a potência de operação de referência Pref for maior que a potência de entrada Pmed, então incrementar uma tensão de operação do compressor UC; g) se a potência de operação de referência Pref for menor que a potência de entrada Pmed, então decrementar a tensão de operação do 5 compressor UC. A aludida potência de operação de referência Pref é lida, ou a-presentada, ao presente sistema, via operador ou usuário do equipamento final. De outra forma, tal potência de operação Pref é calculada em função de um sinal oriundo do termostato eletrônico do sistema de refrigeração, tal co-10 mo ilustrado na figura 2. A mesma figura ilustra um diagrama de blocos do controle do sistema de refrigeração, destacando os seus principais blocos, ou etapas operacionais, necessários ao correto funcionamento do objeto ora proposto. A figura 3, por sua vez, mostra um diagrama em blocos mais 15 simplificado, evidenciando as etapas essenciais do sistema reivindicado.On the other hand, solutions without position sensor do not have good accuracy or stability of operation and additional devices such as temperature sensors and accelerometer for impact detection are often required. This construction implies a higher cost equipment and longer maintenance time. The present invention employs an innovative method and system for the resonant linear compressor control 100, such compressor being illustrated in Figure 1. Said control method is preferably applied to a refrigeration system and is ideally suited to operate according to the following steps: a-) read a reference operating power Pref of compressor 100; b-) measure an operating current Immed of the compressor motor 100; C-) measuring an operating voltage of a compressor control module 100; d-) calculate an input power Pmed of the compressor motor 100 as a function of the operating current iMed measured in step b) and the operating voltage obtained in step c); E-) comparing the input power PMed calculated in the previous step with the reference operating power Pref; f-) if the reference operating power Pref is greater than the input power Pmed, then increase a compressor operating voltage UC; g) If the reference operating power Pref is less than the input power Pmed, then decrease the operating voltage of the 5 compressor UC. The aforementioned Pref reference operating power is read from or present to the present system via the operator or user of the final equipment. Otherwise, such Pref operating power is calculated as a signal from the electronic cooling system thermostat, as shown in Figure 2. The same figure illustrates a block diagram of the cooling system control, highlighting its main blocks, or operational steps, necessary for the correct functioning of the object now proposed. Figure 3, in turn, shows a simplified block diagram showing the essential steps of the claimed system.

Vale destacar que, o método de controle em tela compreende ainda, de maneira alternativa, as seguintes etapas: g) detectar um valor de deslocamento do pistão Dpis do compressor 100; 20 h) comparar o deslocamento do pistão DPjS com um valor de des- locamento máximo Dpmax; i) verificar se o valor de deslocamento do pistão DPjS é maior que o valor de deslocamento máximo Dpmax, e, em caso positivo, executar em sequência as etapas “d”, “e” e T anteriores; e 25 j) verificar se o valor de deslocamento do pistão Dpis é menor que o valor de deslocamento máximo Dpmax, e em caso afirmativo, então decrementar a tensão de operação do compressor UC. A figura 6 mostra, por meio de um fluxograma, as principais etapas envolvidas no método de controle proposto. 30 As etapas “g” a “j” são empregadas de modo a prever um siste- ma de proteção, ou detecção do limite de curso do pistão, evitando assim o impacto do pistão com o seu final de curso. Para a presente aplicação, é importante avaliar se o cursor atingiu, ou não, o limite máximo para proteção do sistema, e não necessariamente valores intermediários de deslocamento.It is noteworthy that the screen control method also alternatively comprises the following steps: g) detecting a displacement value of compressor Dpis 100; H) compare the displacement of the piston DPjS with a maximum displacement value Dpmax; (i) Verify that the displacement value of the DPjS piston is greater than the maximum displacement value Dpmax, and if so, perform the steps “d”, “e” and T in sequence; and j) Verify that the displacement value of the piston Dpis is less than the maximum displacement value Dpmax, and if so, then decrease the operating voltage of compressor UC. Figure 6 shows, through a flowchart, the main steps involved in the proposed control method. 30 Steps “g” to “j” are employed in order to provide a protection system, or detection of the piston stroke limit, thus avoiding the impact of the piston with its stroke limit. For the present application, it is important to evaluate whether or not the cursor has reached the maximum limit for system protection, and not necessarily intermediate offset values.

No âmbito da presente invenção ainda, é prevista a medição de corrente de operação ímed do motor do compressor 100 e o cálculo da po-5 tência de entrada Pmed, através de um dispositivo eletrônico processador 200. O dito dispositivo eletrônico 200 em conjunto com um módulo de controle, ou dispositivo eletrônico de potência 300, opera o motor elétrico do compressor linear ressonante 100 dentro dos ensinamentos da presente in-10 venção.Further within the scope of the present invention, it is provided to measure the operating current of the compressor motor 100 and to calculate the input power Pmed by a processor electronic device 200. Said electronic device 200 together with a Control module, or electronic power device 300, operates the resonant linear compressor electric motor 100 within the teachings of this invention.

Mais particularmente, tem-se que a tensão de operação do compressor UC é incrementada ou decrementada a partir do dispositivo eletrônico de potência 300, sendo este do tipo inversor ou TRIAC. As figuras 4 e 5 mostram as duas concretizações possíveis para a etapa de potência do pre-15 sente método. A figura 7, por sua vez, mostra um fluxograma de todo o método de controle abarcando as etapas essenciais para o controle de capacidade de um sistema de refrigeração. O objeto ora reivindicado prevê ainda um sistema de controle 20 eletrônico para um compressor linear ressonante 100, especialmente aplicado a um sistema de refrigeração. O referido sistema leva em conta o fato de que o compressor linear ressonante 100 compreende um motor elétrico e um pistão de deslocamento, de forma que o motor elétrico do compressor 100 seja acionado a 25 partir de uma tensão de operação de compressor UC.More particularly, it is found that the operating voltage of the compressor UC is increased or decreased from the power electronic device 300, which is of the inverter or TRIAC type. Figures 4 and 5 show the two possible embodiments for the power step of this method. Figure 7, in turn, shows a flowchart of the entire control method covering the essential steps for capacity control of a refrigeration system. The object claimed herein further provides for an electronic control system 20 for a resonant linear compressor 100, especially applied to a refrigeration system. Said system takes into account the fact that the resonant linear compressor 100 comprises an electric motor and a displacement piston such that the electric motor of the compressor 100 is driven from a compressor operating voltage UC.

De uma maneira mais ampla, nota-se que o sistema proposto opera segundo as etapas do método já descrito anteriormente.More broadly, it is noted that the proposed system operates according to the steps of the method already described above.

Cabe destacar que, o aludido sistema compreende um dispositivo eletrônico processador 200 configurado para medir uma corrente de ope-30 ração do motor elétrico do compressor 100.It should be noted that said system comprises a processor electronic device 200 configured to measure an operating current of the electric motor of the compressor 100.

Por seu turno, o dispositivo processador 200 é configurado para prover uma potência de entrada Pmed do compressor 100 em função da cor- rente de operação medida do motor, e comparar esta potência de entrada Pmed com um valor de potência de operação de referência Pref.In turn, the processor device 200 is configured to provide a Pmed input power of the compressor 100 as a function of the measured motor operating current, and to compare this Pmed input power with a pre-set reference operating power value.

Em linha com o método desenvolvido, o presente sistema é configurado para incrementar ou decrementar a tensão de operação do com-5 pressor UC a partir de uma diferença de potência Djfp0t calculada entre a potência de entrada Pmed e a potência de operação de referência Pref. A tensão de operação do compressor UC é incrementada ou decrementada a partir de um dispositivo eletrônico de potência 300 do tipo inversor ou TRIAC, como mostram as figuras 4 e 5. 10 Preferencialmente, tem-se que o dispositivo eletrônico proces- sador 200 é configurado para um controle digital de todo o sistema.In line with the method developed, the present system is configured to increase or decrease the operating pressure of the UC pressor 5 from a calculated Djfp0t power difference between the Pmed input power and the Pref reference operating power. The operating voltage of the compressor UC is increased or decreased from a power inverter 300 or TRIAC type electronic device 300, as shown in figures 4 and 5. 10 Preferably, the processor electronic device 200 is configured. for digital control of the entire system.

Mais uma vez, vale salientar que o ajuste da tensão de operação do compressor UC é dado a partir da comparação da potência de operação de referência Pret com a potência de entrada Pmed-15 Mais detalhadamente, cabe destacar que a tensão de operação do compressor UC é incrementada quando um valor de potência de operação de referência Pref é maior que a potência de entrada Pmed- De modo análogo, a tensão de operação do compressor UC é decrementada na condição em que um valor de potência de operação de referência Pref é menor 20 que a potência de entrada Pmed- De modo preferível ainda, a tensão de operação do compressor UC é incrementada ou decrementada a partir de um controle de modulação por largura de pulso PWM. Todavia, outros tipos de sinal de controle podem ser empregados sem prejuízo para o funcionamento de todo o sistema, con-25 forme os ensinamentos da presente invenção.Again, it is noteworthy that the adjustment of the operating voltage of the UC compressor is given by comparing the reference operating power Pret with the input power Pmed-15. In more detail, it should be noted that the operating voltage of the UC compressor. is increased when a Pref reference operating power value is greater than the Pmed- input power. Similarly, the operating voltage of the UC compressor is decreased under the condition that a Pref reference operating power value is lower. Preferably still, the operating voltage of the UC compressor is increased or decreased from a PWM pulse width modulation control. However, other types of control signals may be employed without prejudice to the operation of the entire system, in accordance with the teachings of the present invention.

Frente ao acima exposto, o objeto ora reivindicado alcança os seus objetivos na medida em que um método e um sistema de controle para compressor linear ressonante são propostos e capazes de eliminar a necessidade de sensores, ou métodos complexos de estimação do curso do pistão 30 para grandes faixas de amplitude de deslocamento.In view of the foregoing, the object claimed here achieves its objectives in that a method and a control system for resonant linear compressor are proposed and capable of eliminating the need for sensors, or complex piston stroke estimation methods 30 to large ranges of displacement.

Adicionalmente, vale destacar que a invenção em tela além de reduzir o custo do compressor, frente às soluções hoje disponíveis, permite ainda reduzir eventuais picos de ruído do compressor, bem como melhorar a sua estabilidade de operação. Tal estabilidade é obtida na medida em que para a mesma referência a potência se mantém constante.In addition, it is worth noting that the present invention not only reduces the cost of the compressor, compared to the solutions available today, but also reduces possible noise spikes of the compressor, as well as improving its operating stability. Such stability is obtained insofar as for the same reference the power remains constant.

Por fim, vale mencionar ainda que, os picos de pressão durante 5 a partida do compressor são reduzidos, conforme os ensinamentos da presente invenção, enquanto a potência é mantida constante, ao contrário da técnica de controle por curso, normalmente utilizada nas técnicas anteriores, que gera um pico de consumo e um “overshot’ na pressão de descarga, como mostra a figura 7. Cabe mencionar que, para reduzir ainda mais picos de 10 pressão, os quais podem contribuir para a geração de ruídos elevados durante a partida, é possível introduzir uma rampa para a potência, conforme os ensinamentos da presente invenção, limitando ainda mais o “overshot na pressão.Finally, it is worth mentioning that pressure peaks during compressor start-up are reduced, according to the teachings of the present invention, while power is kept constant, unlike the stroke control technique commonly used in the prior art, which generates a peak consumption and an overshot in the discharge pressure, as shown in figure 7. It is worth mentioning that to further reduce 10 pressure peaks, which can contribute to the generation of loud noises during startup, it is It is possible to introduce a power ramp according to the teachings of the present invention, further limiting the overshot in pressure.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, 15 deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apenas, aí incluídos os possíveis equivalentes.Having described an example preferred embodiment, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations, being limited only by the content of the claims only, including the possible equivalents thereof.

Claims (10)

1. Método de controle para um compressor linear ressonante (100) aplicado a um sistema de refrigeração, o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: 5 a-) ler uma potência de operação de referência (Pref) do com- pressor (100); b-) medir uma corrente de operação (ímed) do motor do compressor (100); c-) medir uma tensão de operação de um módulo de controle do 10 compressor (100); d-) calcular uma potência de entrada (Pmed) do motor do compressor (100) em função da corrente de operação (ímed) medida na etapa b) e da tensão de operação obtida na etapa c); e-) comparar a potência de entrada (Pmed) calculada na etapa 15 anterior com a potência de operação de referência (Pref); f-) se a potência de operação de referência (Pref) for maior que a potência de entrada (Pmed), então incrementar uma tensão de operação do compressor (UC); g-) se a potência de operação de referência (Pref) for menor que 20 a potência de entrada (Pmed), então decrementar a tensão de operação do compressor (UC).1. Control method for a resonant linear compressor (100) applied to a refrigeration system, the method being characterized by the fact that it comprises the following steps: 5 a-) read a reference operating power (Pref) of the com- pressor (100); b-) measuring an operating current (im) of the compressor motor (100); c-) measuring an operating voltage of a compressor control module (100); d-) calculate an input power (Pmed) of the compressor motor (100) as a function of the operating current (imed) measured in step b) and the operating voltage obtained in step c); e-) comparing the input power (Pmed) calculated in step 15 above with the reference operating power (Pref); f-) if the reference operating power (Pref) is greater than the input power (Pmed), then increase a compressor operating voltage (UC); g-) if the reference operating power (Pref) is less than 20 the input power (Pmed), then decrease the compressor operating voltage (UC). 2. Método de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as seguintes etapas: h) detectar um valor de deslocamento do pistão (Dpis) do com-25 pressor (100); i) comparar o deslocamento do pistão (DPjS) com um valor de deslocamento máximo (DPmax); j) se o valor de deslocamento do pistão (DPjS) for maior que o valor de deslocamento máximo (Dpmax), então executar na sequência as eta- 30 pas e , f e g . k) se o valor de deslocamento do pistão (DPiS) for menor que o valor de deslocamento máximo (Dpmax) então decrementar a tensão de ope- ração do compressor (UC).Control method according to claim 1, characterized in that it further comprises the following steps: h) detecting a piston displacement value (Dpis) of the pressurizer (100); i) compare the piston displacement (DPjS) with a maximum displacement value (DPmax); j) If the piston displacement value (DPjS) is greater than the maximum displacement value (Dpmax), then perform steps e, f and g in sequence. k) If the piston displacement value (DPiS) is less than the maximum displacement value (Dpmax) then decrease the compressor operating voltage (UC). 3. Método de controle de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a medição de corrente de operação (Ímed) do motor do compressor (100) e o cálculo da potência de entrada (Pmed) são 5 executados em um dispositivo eletrônico processador (200).Control method according to Claims 1 and 2, characterized in that the operating current measurement (Ims) of the compressor motor (100) and the calculation of the input power (Pms) are performed in one. processor electronic device (200). 4. Método de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão de operação do compressor (UC) é incrementada ou decrementada a partir de um dispositivo eletrônico de potência (300) do tipo inversor ou TRIAC.Control method according to claim 1, characterized in that the operating voltage of the compressor (UC) is increased or decreased from an inverter or TRIAC power electronic device (300). 10 5. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear res- sonante (100) aplicado a um sistema de refrigeração, o compressor linear ressonante (100) compreendendo um motor elétrico e um pistão de deslocamento, o motor elétrico do compressor (100) sendo acionado a partir de uma tensão de operação de compressor (UC), o sistema sendo caracteriza- 15 do pelo fato de que compreende um dispositivo eletrônico processador (200) configurado para medir uma corrente de operação do motor elétrico do compressor (100), o dispositivo processador (200) sendo configurado para prover uma potência de entrada (Pmed) do compressor (100) em função da corrente de operação do motor medida, e comparar esta potência de entrada 20 (Pmed) com um valor de potência de operação de referência (Pref), o sistema sendo configurado para incrementar ou decrementar a tensão de operação do compressor (UC) a partir de uma diferença de potência (Djfpot) calculada entre a potência de entrada (Pmed) e a potência de operação de referência (Pref).5. Electronic control system for a resonant linear compressor (100) applied to a refrigeration system, the resonant linear compressor (100) comprising an electric motor and a displacement piston, the compressor electric motor (100) being driven from a compressor operating voltage (UC), the system being characterized by the fact that it comprises a processor electronic device (200) configured to measure an operating current of the compressor electric motor (100), the processor device (200) being configured to provide a compressor input power (Pmed) (100) as a function of the measured motor operating current, and comparing this input power 20 (Pmed) to a reference operating power value (Pref), the system being configured to increase or decrease the compressor operating voltage (UC) from a calculated power difference (Djfpot) between the input power (Pmed) and the reference operating power (Pref). 25 6. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear res- sonante (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tensão de operação do compressor (UC) é incrementada ou decrementada a partir de um dispositivo eletrônico de potência (300) do tipo inversor ou TRIAC.Electronic control system for a resonant linear compressor (100) according to claim 5, characterized in that the operating voltage of the compressor (UC) is increased or decreased from an electronic power device. (300) inverter or TRIAC type. 30 7. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear res- sonante (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo eletrônico processador (200) é configurado para um contro- le digital.Electronic control system for a resonant linear compressor (100) according to claim 5, characterized in that the electronic processor device (200) is configured for a digital control. 8. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear ressonante (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tensão de operação do compressor (UC) é incrementada para um va- 5 lor de potência de operação de referência (Pref) maior que a potência de entrada (PMed).Electronic control system for a resonant linear compressor (100) according to claim 5, characterized in that the operating voltage of the compressor (UC) is increased to a reference operating power value ( Pref) greater than input power (PMed). 9. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear ressonante (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tensão de operação do compressor (UC) é decrementada para um 10 valor de potência de operação de referência (Pref) menor que a potência de entrada (Pmed)-Electronic control system for a resonant linear compressor (100) according to claim 5, characterized in that the operating voltage of the compressor (UC) is decreased to a reference operating power value (Pref). less than input power (Pmed) - 10. Sistema de controle eletrônico para um compressor linear ressonante (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tensão de operação do compressor (UC) é incrementada ou de- 15 crementada a partir de um controle de modulação por largura de pulso (PWM).Electronic control system for a resonant linear compressor (100) according to claim 5, characterized in that the operating voltage of the compressor (UC) is increased or decreased from a modulation control by pulse width (PWM).
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